肼中高溫區(qū)凈化煙氣中NOx及酸性氣體影響的研究.pdf

1、本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的手段，研究了水合肼(N2H4·H2O)在中高溫區(qū)選擇性非催化還原NOx的規(guī)律，并與氨(NH3)、尿素的還原規(guī)律作比較，以探討肼類(lèi)物質(zhì)凈化NOx的化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)，為將來(lái)進(jìn)一步研究同時(shí)用肼類(lèi)物質(zhì)抑制二噁英在煙氣中的再合成奠定基礎(chǔ)。 研究工作包括理論和實(shí)驗(yàn)兩部分。在理論部分，首先對(duì)水合肼還原NOx的反應(yīng)進(jìn)行了化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算研究?；瘜W(xué)熱力學(xué)的計(jì)算結(jié)果表明，N2H4在煙氣中各反應(yīng)吉布斯自由能的絕對(duì)值

2、大小順序?yàn)椋篘2H4與NOx反應(yīng)＞N2H4與O2反應(yīng)＞肼自身的分解反應(yīng)，說(shuō)明在煙氣中N2H4與NOx的反應(yīng)趨勢(shì)最強(qiáng)?；瘜W(xué)平衡的計(jì)算結(jié)果表明，在中高溫區(qū)(400～800℃)N2H4還原NOx的極限效率(即反應(yīng)平衡時(shí)的效率)均在91.45﹪以上?；瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)的計(jì)算結(jié)果表明，水合肼選擇性非催化還原NOx的規(guī)律與NH3、尿素相似，都存在著最佳反應(yīng)溫度窗口。水合肼還原NOx的最佳溫度窗口為500～650℃，最高效率出現(xiàn)在550℃左右，達(dá)到69.15

3、﹪(NH2/NO為1)；水合肼對(duì)NOx的凈化效率隨著摩爾比NH2/NO、NOx初始濃度的增大而增大；水合肼凈化NOx時(shí)，NO2的生成較NH3、尿素高，當(dāng)氧氣含量8﹪、NH2/NO為1，600℃時(shí)NO2濃度最高，達(dá)20ppm。 利用產(chǎn)率分析和敏感性分析對(duì)水合肼還原NOx的主要反應(yīng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明對(duì)NO還原影響最大的直接反應(yīng)是NH2+NO<=>N2+H2O，間接反應(yīng)是O+OH<=>H+O2；由此可對(duì)水合肼還原NOx的復(fù)雜反應(yīng)機(jī)理

4、進(jìn)行簡(jiǎn)化。 實(shí)驗(yàn)研究了450～900℃溫度區(qū)間，水合肼選擇性非催化還原NOx的反應(yīng)規(guī)律，結(jié)果表明水合肼還原NOx存在著最佳反應(yīng)溫度窗口，為500～650℃，最高效率出現(xiàn)在550℃，與理論計(jì)算完全吻合。NH2/NO為2時(shí)為41.86﹪；為了探討水合肼選擇性非催化還原NOx時(shí)的選擇性，實(shí)驗(yàn)研究了水合肼與煙氣中O2的反應(yīng)情況，結(jié)果表明，在中溫段(450～650℃)水合肼不會(huì)被氧化，煙氣中含有的少量NOx(10ppm左右)被進(jìn)一步還原，

5、說(shuō)明水合肼在中溫區(qū)優(yōu)先和NOx反應(yīng)；從700℃開(kāi)始，煙氣過(guò)量的水合肼會(huì)被氧化生成NOx。 實(shí)驗(yàn)還研究了煙氣中SO2的存在對(duì)N2H4還原NOx時(shí)NO2生成的影響。在500～900℃溫度區(qū)間，向含有SO2(200ppm)和NOx(400ppm)的煙氣中噴入水合肼，結(jié)果表明O2含量在10﹪以下時(shí)，煙氣中SO2的存在對(duì)NO2的生成具有明顯的抑制作用，隨著氧氣含量的增加抑制效果減弱，在高氧量(O2含量11.7～17.8﹪)時(shí)，煙氣中SO3